Pale prefabrykowane stosowane są w Polsce od ponad 100 lat, ale w ostatnich kilkunastu latach nastąpił ich renesans związany z zastosowaniem nowoczesnego sprzętu do wbijania oraz betonów wyższej wytrzymałości.
Pale żelbetowe wykonuje się z betonu o większej wytrzymałości niż dla pali formowanych w gruncie (np. C40/50). Betonowanie możliwe jest w szalunkach na placu budowy, ale najwyższą jakość pali otrzymuje się w profesjonalnej wytwórni stacjonarnej. Prefabrykaty po wyjęciu z formy składowane są na placu wytwórni do czasu osiągnięcia odpowiedniej wytrzymałości. Typowe długości pali wynoszą od 4 do 15 m. Długość maksymalna limitowana jest możliwościami transportowymi. W przypadku konieczności zastosowania dłuższych pali stosuje się prefabrykaty ze złączkami mechanicznymi na końcach. Najczęściej stosuje się pale o przekroju poprzecznym kwadratowym 40 x 40 cm. Zastosowanie mają również przekroje mniejsze 25 x 25 i 30 x 30 cm oraz przekroje prostokątne w palach pod słupy trakcyjne i ekrany akustyczne.
Rys. Fazy wykonywania pala: a) ustawienie pala prefabrykowanego, b) pogrążanie pala najczęściej młotem hydraulicznym, c) wbicie pala na wymaganą rzedną, d) rozkucie głowicy i odsłonięcie prętów zbrojeniowych
Fot. 1. Pale z łącznikami na placu wytwórni
Wbijanie pali odbywa się za pomocą kafarów, najczęściej hydraulicznych. Maszyna bazowa jest w stanie wykonać wszystkie operacje pogrążania: podnosi prefabrykat do pionu, ustawia na odpowiednim miejscu i pogrąża w gruncie.
W czasie pogrążania rejestruje się wpędy (liczba uderzeń na 20 cm) dla ostatnich 3 m pala, które są istotną częścią metryki. W przypadku pali testowych wpędy rejestrowane są dla całej długości pala. Umożliwiają one oszacowanie nośności na podstawie wzorów dynamicznych i porównanie pali.
Fazy zagłębiania pali w gruncie przedstawiono schematycznie na rysunku.
Ostatnia operacja (rozkucie głowicy i odsłonięcie prętów zbrojeniowych) jest wymagana tylko w sytuacjach konieczności połączenia zbrojenia pala z betonem zwieńczenia. Praktycznie jest wykonywana prawie zawsze.
Fot. 2. Maszyna w czasie wbijania pali ukośnych łączonych z dwóch części, przed maszyną prefabrykaty z łącznikami
Fot. 3. Odkopane pale testowe na budowie Stadionu Narodowego w Warszawie
Fot. 4. Maszyna w trakcie wbijania pala
Zalety pali prefabrykowanych:
– czysty plac budowy (brak zanieczyszczeń mieszanką betonową i wydobywanym urobkiem),
– szybkie pogrążanie pojedynczego pala,
– możliwość wykonywania wykopów między palami bezpośrednio po instalacji pala,
– możliwość wbicia pali poniżej platformy roboczej,
– niezależność od dostaw betonu,
– duża długość, do kilkudziesięciu metrów wynikająca z możliwości łączenia pojedynczych prefabrykatów,
– duży potencjał wykonawczy w Polsce, dostępność typowych długości i przekrojów „na składzie”,
– precyzyjna rejestracja wpędów (liczby uderzeń na 20 cm),
– możliwość oszacowania nośności pali w trakcie wykonywania na podstawie wzorów dynamicznych,
– większa łatwość wykonania badań dynamicznych,
– możliwość wykonania dużej liczby pali testowych oraz badań statycznych i dynamicznych (większa pewność projektowania),
– długoletnie doświadczenie w stosowaniu.
Do wad pali prefabrykowanych można zaliczyć:
– drgania i hałas pochodzące od wbijania,
– konieczność rozkuwania głowic,
– trudność ze zmianą długości pali w trakcie pogrążania, zwiększenie długości wymaga użycia innego prefabrykatu (dłuższego lub z łącznikami),
– konieczność wcześniejszego przygotowania prefabrykatów, dla prefabrykatów nietypowych bywa to czasochłonne,
– konieczność monitorowania obiektów wrażliwych na drgania w sąsiedztwie wbijanych pali.
mgr inż. Piotr Rychlewski
Instytut Badawczy Dróg i Mostów
Literatura
1. K. Gwizdała, J.R. Kowalski, Prefabrykowane pale wbijane, Politechnika Gdańska, Wydział Inżynierii Lądowej i Środowiska, Katedra Geotechniki, Gdańsk 2005.
2. D. Sobala, Prefabrykowane żelbetowe pale wbijane, seminarium Fundamenty palowe 2009, Warszawa 22.04.2009.
3. PN-EN 12794 Prefabrykaty z betonu – Pale fundamentowe.
4. PN-EN 12699 Wykonawstwo specjalnych robót geotechnicznych – Pale przemieszczeniowe.
